Kimia Am: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 14 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharu Kembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Kepekatan: c = n/V
Nisbah mol: gunakan pekali persamaan seimbang
Bahan tindak balas pengehad: yang habis dahulu
Hasil peratusan: sebenar / teori × 100%

Kaedah

Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
Tukar balik kepada jisim dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, cari bahan tindak balas pengehad dahulu.

Molariti & pencairan

Molariti: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Kaedah

Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
Tukar isi padu kepada liter.
Molariti c = n/V dalam mol/L.
Untuk pencairan, mol kekal sama: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas unggul

Hukum gas unggul: pV = nRT
Pemalar gas: R = 8.314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273.15

Kalorimetri & entalpi

Haba: q = m·c·ΔT
Air: c = 4.18 J/(g·°C)
Kalorimeter: haba hilang = haba diperoleh
Entalpi tindak balas: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Keseimbangan kimia

Pemalar keseimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Jadual ICE: Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

Tulis K_c dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Semak sama ada x cukup kecil untuk anggaran; jika tidak, selesaikan kuadratik.

pH & penimbal

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asid lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Penimbal: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂

Kaedah

Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
Asid lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama: ln(C_A/C_A0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama): t_½ = ln 2/k
Peringkat kedua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana

10 g C₃H₈ dan 64 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 49.16 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 49.16 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 20 g N₂ pada 20 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 20 gM = 28.01 g/molV = 5 LT = 20 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 250 kPa, 2 L, 35 °C kepada 650 kPa dan 140 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 2 LT₁ = 35 °CP₂ = 650 kPaT₂ = 140 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 200 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 250 gT_water = 15 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.25 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.25 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid formik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.025 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.3 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.3 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.01 s⁻¹ pada 100 °C dan tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.01 s⁻¹T = 100 °CE_a = 75 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 16.34 g

Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.

Mol setiap bahan tindak balas

n(C₃H₈) = 10/44.1 = 0.2268 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2268/1 = 0.2268, 2/5 = 0.4 → C₃H₈

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.2268·4 = 0.907 mol

m = 0.907·18.02 = 16.34 g

Jawapan

m = 16.34 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 55 %

Hasil teori

n(H₂) = 10/2.016 = 4.96 mol

m = 4.96·2/2·18.02 = 89.38 g

Hasil peratusan

Y = 49.16/89.38·100 = 55%

Jawapan

Y = 55%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 5 mL

Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.

Isi padu larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0.2·100/4 = 5 mL

Jawapan

V₁ = 5 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.09091 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·50 + 0.05·500 = 50 mmol

Kepekatan campuran

c = 50/550 = 0.09091 mol/L

Jawapan

c = 0.09091 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 348.1 kPa

Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = m/M = 20/28.01 = 0.714 mol

T = 20 + 273.15 = 293.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 0.714·8.314·293.1/0.005 = 348.1 kPa

Jawapan

P = 348.1 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 1.031 L

Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 413.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(250/650)·(413.1/308.1) = 1.031 L

Jawapan

V₂ = 1.031 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 23.31 °C

Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.

Imbangan haba

200·0.449·(120 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89.8·120 + 1045·15)/(89.8 + 1045) = 23.31 °C

Jawapan

T_f = 23.31 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawapan

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.02 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.

Ungkapan keseimbangan

64 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·8/(2 + 8) = 0.08 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.1 − x = 0.02 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.02 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.04 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.01 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.01·x − 0.002 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.002))/2 = 0.04 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.04 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.04 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.233

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Keseimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asid mengion.

Ka = x²/(0.25 − x) → x = 0.005846 mol/L

pH

pH = −log(0.005846) = 2.233

Jawapan

pH = 2.233

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.599

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.025 = 0.175 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.025 = 0.125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.125/0.175) = 3.599

Jawapan

pH = 3.599

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 2.31 min

Kadar tindak balas: bagi tindak balas peringkat pertama −dC/dt = kC, jadi C = C₀·e^−kt dan separuh hayat ln 2/k tidak bergantung pada kepekatan. Bagi tindak balas peringkat kedua 1/C = 1/C₀ + kt. Pemalar kadar meningkat dengan suhu mengikut Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Penukaran dan kepekatan

C/C₀ = 1 − X = 0.5

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.5)/0.3 = 2.31 min

Jawapan

t = 2.31 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 3.156 × 10⁸ s⁻¹

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T = 100 + 273.15 = 373.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 75000/(8.314·373.1) = 24.18

A = k·e^24.18 = 0.01·3.156 × 10¹⁰ = 3.156 × 10⁸ s⁻¹

Jawapan

A = 3.156 × 10⁸ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry